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▼过去与现在 2020年6月23日 长征三号火箭搭载着 北斗三号最后一颗组网卫星 从西昌发射中心起飞，划破天际 建设历时二十六年 无数科学家、工程师日夜奋斗 在赞颂和质疑声中跌宕成长的 北斗卫星导航系统（BDS） 全球组网正式完成！ 意味着中国在全球导航领域 从此不再依赖美国GPS系统 或许有不太了解这个领域的伙伴会问 “平时手机导航定位时，GPS还挺好用。为什么要花那么大气力和代价去倒腾北斗” 让点点来先讲讲北斗背后的故事 虽说从1994年计起是26年 但实际上在80年代初 “两弹一星”元勋陈芳允院士为首的专家团体 就提出了的双星定位方案 陈芳允院士 中国卫星测量技术的奠基人之一 但可惜的是因为当时才刚刚开始改革开放 还有10亿人民的民生问题 哪哪都要钱 搞航天又是一个极度烧钱的活 所以计划被搁置了 一直到了1991年的海湾战争爆发 美国将GPS系统投入到战争中使用 当时号称中东第一强国的伊拉克信心十足 密切关注战争的我们被吓了一跳 这和战争模式和以往二战、越战完全不同啊！ 看来没导航定位系统真的不行啊 别人把定位信号一掐，你就瞎了 别人却指哪打哪 就算造多大威力的导弹都没用 这仗还怎么打？ 而又在1993年 发生了震惊中外的银河号事件 美国强行指责中国商船银河号 装有化学武器原料 在未经中国同意的情况下 派军舰拦截强行检查 期间更是直接断掉银河号的GPS 导致其无法在公海航行，只能“乖乖”被检查
时任外交部国际司副司长——沙祖康 在采访中，关于银河号事件的悲愤感慨 卫星导航系统这事是更拖不起了 在1994年正式启动建设 北斗一号导航卫星系统 当时中国受经验和财力限制 计划到2000年，先只发射两颗卫星 因为不像GPS那样有二十多颗卫星 要靠两颗卫星覆盖足够大的范围 那只能把卫星打高一点，让它登高望远 打到高度约36000km的地球静止轨道上 但高度高了就会牺牲定位精度 此外，北斗一号只能使用有源定位技术 会产生相对长的延时 所以北斗一号一直被诟病、被喷不如GPS 不过总算实现了从无到有的关键进步
北斗一号既然搞得不够好 难度更高的全球系统 那就多向先进的人学习和合作吧 中国看上了欧盟的伽利略计划 这时，欧盟有技术缺钱 而中国经济已经发展起来了，但缺技术 双方一拍即合 但中国加入后发现越来越不对 欧盟只让中国出钱不让碰技术 还拉日本和印度入伙 他们不仅出钱少，权利还多 中国果断退出了
我当你是兄弟，你却当我是冤大头 三翻四次在卫星导航系统上受到伤害 中国下定决心要自己搞定全球系统 做了分三步走的长期规划
北斗三号最终为30颗卫星 一到三号共发射55颗卫星（含退役） 卫星运行需要轨道、发信号需要频段 对于这一类人类共有的资源 西方国家制定了先占先得的国际规则 我国北斗系统知耻而后勇、后发制人 一个劲地biubiubiu往天上发卫星 一开始一次一个，后面还一箭双雕
把欧盟逼急了，跑去找美国投诉 当然中国也没理他们
以斗争求和平，则和平存 以妥协求和平，则和平亡 经历了种种磨难 中国在卫星导航这事上终于吐气扬眉 所以在2020年完成全球组网的今天 无疑是具有非凡意义的一天
卫星导航定位系统运作一般分为3步：
◤ 第一个厉害之处 使用三种轨道的混合星座◢ 目前世界上能称为全球系统的 只有美国的GPS、欧盟的伽利略系统 俄罗斯的格洛纳斯、还有中国的北斗
图源：中科院微小卫星创新研究院导航所副所长 沈苑 在卫星发射环节，除了中国北斗 其余三个系统都是把卫星发射到 高度约2.1万公里的中圆地球轨道（MEO） 这个轨道的好处有 第一，能比较方便地球上空来回移动 该轨道的运动周期为12小时 换言之就是比地球自转快1倍 第二，定位效果良好 距离地球的高度适中，多普勒效应较明显 ▲限于篇幅，点点下次再给大家介绍多普勒效应 第三，比较容易覆盖全球 每颗卫星又能覆盖的区域较大 全球组网只要发射20-30颗 所以全球组网靠的是MEO卫星
MEO卫星就像是外卖小哥 而我们的北斗与众不同，采用混合星座设计 把卫星发射到三种轨道上 除了MEO，还用到了 这两个轨道高度都为约36000km 运动周期也都是24小时 和地球自转速度一致 这样卫星就能够只在一个区域内活动 建立起对一个区域内的定位精度优势
卫星轨道示意图 有没有人觉得讲得跳跃了一点？ 是这样的 一般能接收到三个卫星信号，定位就较为准确 但还是会存在误差，需要更多卫星协助校准 能理解为同时参与定位的卫星越多就越准确
GEO、IGSO卫星能始终关注着亚太地区 而不像MEO是“到处乱跑”的熊孩子 这样，同时在亚太地区上空的卫星就更多了 如果配合地面增强基站 甚至能达到米级或厘米级精度 换言之 现在的导航最多知道你走在哪条路上面 而未来的导航能知道你踩在哪块砖上面 ◤ 第二个厉害之处 具备短报文功能◢ 一般的定位卫星是不具备通信能力的 采用无源定位技术的卫星 就只管单方面不断地往外发出信号 用户只要接收到信号就能实现定位 而通信是通信卫星的活儿
而北斗具备短报文通信功能 简单来说就是可以用来发短信 可以和卫星双向通信 这是北斗系统的一大特色 对于紧急救援、海上作业非常有用
假如你流浪荒岛，手机是没信号的 如果你用的是GPS定位设备 你只能知道自己在哪，而不能对外求救 只能瞎等海边会不会出现一条船 害不害怕，绝不绝望？ 但如果你用的是北斗定位设备 一台设备两种作用 就可以把所在位置用短报文发出去 很快就有人来救你了 但千万记住！ 北斗仅仅只有短报文功能 没有通话功能，也不可能让你网上冲浪！ 如果有人让你投资北斗替代5G的项目 让你加入北斗XX会员，双11剁手快人一步 那准是骗子没跑！ ◤ 第三个厉害之处 能够星间链路通信◢ 卫星导航系统由三个部分组成： 空间段、地面段、用户段 用户段就是终端，如你手上的手机
空间段就是天上的卫星
地面段是地上的各类站点
地面段具有运营管理或信号交换等作用 导航卫星系统的长期运维少不了它的支持 天上的MEO卫星时时刻刻都在全球旅游 如果要在全球建站点，运营成本很高不说 政治也是很大的阻碍，安全性也低 总不能学美国那样到处驻军吧？
而北斗打造出混合星座高低轨道搭配的 星间链路通信功能 使卫星之间可以互相联络，彼此不再孤立 意味着地面段只要建在中国境内 而在全球范围内的定位精度 却能与全球建设地面段的GPS比肩 而且就算发生战争把地面站点破坏了 北斗还能够一段时间内工作不受影响 系统安全性杠杠的！
容我偷偷笑一下 ◤ 第四个厉害之处 最强心脏——氢原子钟◢ 大家都知道钟表是有误差的 如机械表一天就会有一秒的误差 我们平时能获得统一准确的时间 其实也是定位卫星的功劳 ——即它的授时功能 而且如果没准确的时间，定位也不会准确 当每秒钟时间误差为百万分之一时 计算出来的位置误差会达到300m以上！
北斗系统配备了精度最高的氢原子钟 千万年才偏差1秒，强于GPS的铷原子钟 ◤ 第五个厉害之处 卫星能在轨重构◢ 卫星在太空上离我们数万公里 过去的卫星一旦发射，功能就没法改变了 而北斗实现了在轨重构功能 通俗来说就是可以在线升级 除了固件（硬件） 出了问题，可以打个补丁 需要新功能，就安装个新的“APP” 简直不要太方便
除了我们日常的手机导航 北斗系统可广泛应用于 水文监测、农林渔业、交通运输 森林防火和公共安全等诸多领域
目前，国家电网和中国移动 都分别开始在其电力基站和通信基站 建立北斗系统的相关设施与应用 北斗与新基建融合将是大势所趋 意味着能推广到更多应用场景 与无人驾驶、智能电网、工业互联网 5G通信、高速铁路等领域相结合
最后 大家也得提防关于北斗的各种骗局 每次在北斗系统获得好成绩的时候 就会有一堆骗子出来兴风作浪
记住如有疑惑，找官方 北斗系统是拥有官方网站的 网站全名：北斗卫星导航系统
创造了导航定位产业坚实的土壤。 才能持续欣欣向荣。 北斗也需要有强大的产业生态， 才能不断壮大与发展。
北斗总设计师杨长风： 梦想无止境，北斗亦无止境 各行各业的我们 是时候接过北斗产业发展的接力棒了 不要怂，就是干
 很高兴和你们交朋友 |
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